Izpratne par induktoru un tas darbojas

Induktors ir viena no galvenajām elektronikas pasīvajām sastāvdaļām. Elektronikas galvenie pasīvie komponenti ir rezistori, kondensatori un induktori. Induktori ir cieši saistīti ar kondensatoriem, jo ​​tie abi izmanto elektrisko lauku enerģijas uzkrāšanai un abi ir divi termināla pasīvie komponenti. Bet kondensatoriem un induktoriem ir atšķirīgas konstrukcijas īpašības, ierobežojumi un lietojums.

Induktors ir divu termināļu komponents, kas akumulē enerģiju savos magnētiskajos laukos. To sauc arī par spoli vai aizrīšanos. Tas bloķē visas caur to plūstošās strāvas izmaiņas.

Induktoru raksturo induktivitātes vērtība, kas ir sprieguma (EMF) un strāvas izmaiņu attiecība spoles iekšienē. No induktivitāte vienība ir Henry. Ja strāvas plūsma caur induktoru tiek mainīta ar ātrumu 1 ampērs sekundē un spoles iekšpusē tiek ražots 1 V EMF, tad induktivitātes vērtība būs 1 Henrijs.

Elektronikā induktors ar Henrija vērtību tiek reti izmantots, jo tas ir ļoti augsts pielietojuma ziņā. Parasti lielākajā daļā lietojumu tiek izmantotas daudz zemākas vērtības, piemēram, Milli Henry, Micro Henry vai Nano Henry.

Simbols	Vērtība	Attiecības ar Henriju
mH	Milli Henrijs	1/1000
uH	Mikro Henrijs	1/1000000
nH	Nano Henrijs	1/1000000000

No induktors simbols tiek attēlots zemāk image-

Simbols ir savītu vadu attēlojums, kas nozīmē, ka vadi ir konstruēti tā, lai tie kļūtu par spoli.

Induktora uzbūve

Induktori tiek veidoti, izmantojot izolētus vara vadus, kas tālāk veidojas kā spole. Spole var būt dažāda veida un izmēra, un to var arī ietīt cita veida materiālos.

Induktivitātes induktivitāte ir ļoti atkarīga no vairākiem faktoriem, piemēram, stieples pagriezienu skaita, atstarpes starp pagriezieniem, pagriezienu slāņu skaita, serdes materiālu veida, tā magnētiskās caurlaidības, izmēra, formas utt.

Starp ideālo induktoru un reālajiem induktoriem, ko izmanto elektroniskajās shēmās, ir milzīga atšķirība. Īstajam induktoram ir ne tikai induktivitāte, bet arī kapacitāte un pretestība. Cieši iesaiņotās spoles rada izmērāmu klaiņojošas kapacitātes daudzumu starp spoles pagriezieniem. Šī papildu kapacitāte, kā arī stieples pretestība maina induktora augstfrekvences uzvedību.

Induktori tiek izmantoti gandrīz visos elektroniskajos izstrādājumos, daži induktora DIY lietojumi ir:

• Metāla detektors
• Arduino metāla detektors
• FM raidītājs
• Oscilatori

Kā darbojas induktors?

Pirms turpmākas diskusijas ir svarīgi saprast atšķirību starp divām terminoloģijām - magnētisko lauku un magnētisko plūsmu.

Strāvas plūsmas laikā caur vadītāju rodas magnētiskais lauks. Šīs divas lietas ir lineāri proporcionālas. Tāpēc, ja strāva tiek palielināta, palielināsies arī magnētiskais lauks. Šo magnētisko lauku mēra SI mērvienībā Tesla (T). Tagad, kas ir magnētiskā plūsma ? Nu, tas ir magnētiskā lauka mērījums vai daudzums, kas iet caur noteiktu apgabalu. Magnetic Flux ir arī SI mērvienība, tā ir Weber.

Tātad līdz šim induktoriem ir magnētiskais lauks, ko rada caur to plūstošā strāva.

Lai saprastu tālāk, nepieciešama Faradejas induktivitātes likuma izpratne. Saskaņā ar Faradeja induktivitātes likumu ģenerētais EML ir proporcionāls magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrumam.

VL = N (dΦ / dt)

Kur N ir pagriezienu skaits un Φ ir plūsmas daudzums.

Induktora uzbūve

Vienu vispārīgu, standarta induktora uzbūvi un darbību var pierādīt kā vara stiepli, kas cieši apvilkta pa serdes materiālu. Zemāk redzamajā attēlā vara stieple ir cieši ietīta visā kodola materiālā, padarot to par divu termināļu pasīvo induktoru.

Kad strāva plūst caur vadu, elektromagnētiskais lauks attīstīsies pāri vadītājam un elektromotora spēks vai EMF radīsies atkarībā no magnētiskās plūsmas maiņas ātruma. Tātad plūsmas saite būs Nɸ.

Tiek uzskatīts , ka brūces spoles induktivitāte kodolmateriālā ir

µN ² A / L

kur N ir pagriezienu skaits

A ir pamatmateriāla šķērsgriezuma laukums

L ir spoles garums

µ ir kodola materiāla caurlaidība, kas ir nemainīga.

Izveidotās aizmugures EMF formula ir

Vemf (L) = -L (di / dt)

Ķēdē, ja induktoram tiek izmantots sprieguma avots, izmantojot slēdzi. Šis slēdzis var būt jebkas, piemēram, tranzistori, MOSFET vai jebkura veida tipisks slēdzis, kas nodrošinās sprieguma avotu induktoram.

Ir divas shēmas.

Kad slēdzis ir atvērts, strāvas plūsma induktorā nenotiks, kā arī strāvas maiņas ātrums ir nulle. Tātad, EML arī ir nulle.

Kad slēdzis ir aizvērts, strāva no sprieguma avota līdz induktoram sāk pieaugt, līdz strāvas plūsma sasniedz maksimālo līdzsvara stāvokli. Šajā laikā strāvas plūsma caur induktoru palielinās, un strāvas izmaiņu ātrums ir atkarīgs no induktivitātes vērtības. Saskaņā ar Faradeja likumu induktors ģenerē atpakaļ EMF, kas paliek līdz DC nonāk stabilā stāvoklī. Stacionārā stāvoklī spolē nav strāvas izmaiņu, un strāva vienkārši iziet cauri spolei.

Šajā laikā ideāls induktors darbosies kā īssavienojums, jo tam nav pretestības, bet praktiskā situācijā strāvas plūsmai caur spoli un spoli ir pretestība, kā arī kapacitāte.

No otras puses, kad slēdzis atkal tiek aizvērts, induktora strāva strauji samazinās, un atkal ir izmaiņas strāvā, kas tālāk noved pie EMF ģenerēšanas.

Strāva un spriegums induktorā

Iepriekš minētais grafiks parāda slēdža stāvokli, induktora strāvu un inducēto spriegumu laika konstante.

Jaudu caur induktoru var aprēķināt, izmantojot omas jaudas likumu, kur P = spriegums x strāva. Tāpēc šādā gadījumā spriegums ir –L (di / dt) un strāva ir i. Tātad induktora jaudu var aprēķināt, izmantojot šo formulu

P _L = L (di / dt) i

Bet līdzsvara stāvoklī reālais induktors darbojas tikai kā rezistors. Tātad jaudu var aprēķināt kā

P = V ² R

Ir iespējams arī aprēķināt induktorā uzkrāto enerģiju. Induktors saglabā enerģiju, izmantojot magnētisko lauku. Induktorā uzkrāto enerģiju var aprēķināt, izmantojot šo formulu-

W (t) = Li ² (t) / 2

Pēc konstrukcijas un izmēra ir pieejami dažādi induktoru veidi. Konstrukcijas viedos induktorus var veidot gaisa serdē, ferīta serdē, dzelzs serdenī utt., Un pēc formas ir pieejami dažādi induktori, piemēram, cilindra serdeņa, droseles tips, transformatora tips utt.

Induktoru pielietojums

Induktori tiek izmantoti plašā pielietojuma jomā.

1. Ar RF saistītā lietojumprogrammā.
2. SMPS un barošanas avoti.
3. Transformatorā.
4. Pārsprieguma aizsargs, lai ierobežotu ieslēgšanas strāvu.
5. Mehānisko releju iekšpusē utt.